(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が開放した有底筒状のシリンダ（９）内にプランジャ（１０）を軸方向に摺動可能に挿入し、そのプランジャ（１０）をシリンダ（９）内への挿入端が開放する有底筒状とし、そのプランジャ（１０）の内周に形成した雌ねじ（１６）にねじ係合する雄ねじ（１７）を外周に有するスクリュロッド（１８）を設け、前記雄ねじ（１７）と雌ねじ（１６）は、プランジャ（１０）をシリンダ（９）内に押し込む方向の力が作用したときに圧力を受ける圧力側フランク（１９）のフランク角（α）を、遊び側フランク（２０）のフランク角（β）よりも大きい鋸歯状とし、前記プランジャ（１０）とスクリュロッド（１８）の間に組み込んだリターンスプリング（２１）で前記プランジャ（１０）をシリンダ（９）から突出する方向に付勢し、そのプランジャ（１０）でチェーン（６）を押圧するようにし、前記シリンダ（９）には、給油ポンプから送り出されたエンジンオイルを圧力室（１１）内に導入する給油通路（１３）が形成され、その給油通路（１３）の圧力室（１１）側の端部には、圧力室（１１）の外部から内部へのエンジンオイルの流れのみを許容するチェックバルブ（１４）が設けられているチェーンテンショナ（１）において、
前記雄ねじ（１７）の圧力側フランク（１９）と前記雌ねじ（１６）の圧力側フランク（１９）のうち、前記雄ねじ（１７）の圧力側フランク（１９）のみをショットピーニングによって梨地にしたことを特徴とするチェーンテンショナ。
【請求項２】
前記梨地の表面粗さをＲａ１．６〜１２．５とした請求項１に記載のチェーンテンショナ。
【請求項３】
前記梨地の表面粗さをＲａ３．２〜６．３とした請求項１に記載のチェーンテンショナ。
【請求項４】
前記圧力側フランク（１９）のフランク角（α）が６５°であり、前記遊び側フランク（２０）のフランク角（β）が７°である請求項１から３のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
【請求項５】
前記圧力側フランク（１９）のフランク角（α）が７５°であり、前記遊び側フランク（２０）のフランク角（β）が１５°である請求項１から３のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
【請求項６】
前記雄ねじ（１７）の圧力側フランク（１９）と前記雌ねじ（１６）の圧力側フランク（１９）のうちの少なくとも一方に、有機モリブデン入りオイルのオイル添加剤による潤滑皮膜の形成を防止する非反応層（２６）を設けた請求項１から５のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
【請求項７】
前記非反応層（２６）が、前記雄ねじ（１７）と前記雌ねじ（１６）のうち、雄ねじ（１７）に設けられた請求項６に記載のチェーンテンショナ。
【請求項８】
前記非反応層（２６）がダイヤモンドライクカーボン皮膜である請求項６または７に記載のチェーンテンショナ。
【請求項９】
前記非反応層（２６）がセラミックス皮膜である請求項６または７に記載のチェーンテンショナ。
【請求項１０】
前記非反応層（２６）が窒化化合物層である請求項６または７に記載のチェーンテンショナ。
【請求項１１】
前記プランジャ（１０）とスクリュロッド（１８）のうちの少なくとも一方を非鉄金属で形成した請求項１から５のいずれかに記載のチェーンテンショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車エンジンのカムシャフトを駆動するタイミングチェーンの張力保持に用いられるチェーンテンショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンは、一般に、クランクシャフトの回転をタイミングチェーンを介してカムシャフトに伝達し、そのカムシャフトの回転により燃焼室のバルブの開閉を行なう。ここで、チェーンの張力を適正範囲に保つために、支点軸を中心として揺動可能に設けたチェーンガイドと、そのチェーンガイドをチェーンに向けて押圧するチェーンテンショナとからなる張力調整装置が多く用いられる。
【０００３】
この張力調整装置に組み込まれるチェーンテンショナとして、一端が開放した有底筒状のシリンダ内にプランジャを軸方向に摺動可能に挿入し、そのプランジャをシリンダ内への挿入端が開放する有底筒状とし、そのプランジャの内周に形成した雌ねじにねじ係合する雄ねじを外周に有するスクリュロッドを設け、前記プランジャとスクリュロッドの間に組み込んだリターンスプリングで前記プランジャをシリンダから突出する方向に付勢し、そのプランジャでチェーンを押圧するようにしたものが知られている（特許文献１）。
【０００４】
このチェーンテンショナは、エンジン作動中にチェーンの張力が大きくなると、そのチェーンの張力によって、プランジャがシリンダ内に押し込まれる方向（以下、「押し込み方向」という）に移動し、チェーンの緊張を吸収する。このとき、スクリュロッドは、チェーンの振動により、雌ねじと雄ねじの隙間の範囲内で前進と後退を繰り返しながら、プランジャに対して回転する。
【０００５】
一方、エンジン作動中にチェーンの張力が小さくなると、リターンスプリングの付勢力によって、プランジャがシリンダから突出する方向（以下、「突出方向」という）に移動し、チェーンの弛みを吸収する。
【０００６】
また、エンジン停止時は、カムの停止位置によってチェーンの力が大きくなっても、チェーンが振動しないので、プランジャの雌ねじの圧力側フランクがスクリュロッドの雄ねじの圧力側フランクで受け止められ、プランジャの位置が固定される。そのため、エンジンを再始動するときに、チェーンの弛みを生じにくく、円滑なエンジン始動が可能である。
【特許文献１】特開２００７−３２６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記チェーンテンショナは、プランジャの雌ねじの表面とスクリュロッドの雄ねじの表面が平滑に形成されているので、エンジン停止時にチェーンの力が大きくなったときに、プランジャの雌ねじとスクリュロッドの雄ねじの間で滑りが生じて、プランジャが移動してしまうことがあった。
【０００８】
また、近年、エンジンの摺動面を潤滑するエンジンオイルとして、有機モリブデン入りオイル（以下、「ＦＭオイル」と言う）が使用されることが多くなっている。このＦＭオイルを使用すると、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を含む潤滑皮膜が鉄系金属の摺動面に形成され、その潤滑皮膜によって摺動面の摩擦係数が低減する。有機モリブデンとしては、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）やモリブデンジチオフォスフェート（ＭｏＤＴＰ）が挙げられる。
【０００９】
一方、上記チェーンテンショナのスクリュロッドは、ねじの剛性を確保するために鉄系金属で形成されている。そのため、エンジンオイルとしてＦＭオイルを用いた場合、スクリュロッドの表面に潤滑皮膜が形成され、その潤滑皮膜によってスクリュロッドとプランジャの間の摩擦が低減する。その結果、エンジン停止時にチェーンの力が大きくなったときに、プランジャの雌ねじとスクリュロッドの雄ねじの間で滑りが生じて、プランジャが移動してしまうことがあった。
【００１０】
この発明が解決しようとする課題は、エンジン停止時にプランジャの位置を確実に固定可能なチェーンテンショナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、前記雄ねじの圧力側フランクと前記雌ねじの圧力側フランクのうちの少なくとも一方を梨地にした。
【００１２】
前記梨地の表面粗さは、Ｒａ１．６〜１２．５とすると好ましく、Ｒａ３．２〜６．３とするとより好ましい。前記梨地は、放電加工やレーザ加工によって形成してもよいが、ショットピーニングにより形成すると、圧力側フランクを硬化させて耐久性を高めることができる。
【００１３】
前記梨地をショットピーニングにより形成する場合、その梨地は、前記雄ねじと前記雌ねじのうち、雄ねじに形成すると、雌ねじに形成する場合よりもショットピーニングが容易である。
【００１４】
前記圧力側フランクと遊び側フランクのフランク角は、例えば、圧力側フランクのフランク角αを６５°、遊び側フランクのフランク角βを７°とすることができ、また、圧力側フランクのフランク角αを７５°、遊び側フランクのフランク角βを１５°とすることもできる。
【００１５】
さらに、前記雄ねじの圧力側フランクと前記雌ねじの圧力側フランクのうちの少なくとも一方に、オイル添加剤による潤滑皮膜の形成を防止する非反応層を設けると好ましい。このような非反応層としては、例えば、ダイヤモンドライクカーボン皮膜やセラミックス皮膜、また、軟窒化処理を施すことにより形成される窒化化合物層などが挙げられる。前記非反応層は、前記雄ねじと前記雌ねじのうち、雄ねじに設けると、雌ねじに設ける場合よりも非反応層を設ける処理が容易である。
【００１６】
また、前記非反応層を設ける代わりに、前記プランジャとスクリュロッドのうちの少なくとも一方を非鉄金属で形成してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
この発明のチェーンテンショナは、スクリュロッドの雄ねじの圧力側フランクとプランジャの雌ねじの圧力側フランクのうちの少なくとも一方が梨地なので、その圧力側フランク間の摩擦係数が大きく、雄ねじと雌ねじの間に滑りが生じにくい。そのため、エンジン停止時にチェーンの力が大きくなった時に、プランジャの位置が確実に固定される。
【００１８】
また、前記梨地の表面粗さを、Ｒａ１．６〜１２．５としたものは、長期間の使用によって雄ねじと雌ねじが摩耗したときにも、その摩耗量と比較して圧力側フランクの梨地の凹凸高さが大きいので、圧力側フランクの表面が平滑になりにくく、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク間の摩擦係数が低下しにくい。前記梨地の表面粗さは、Ｒａ３．２〜６．３とすると、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク間の摩擦係数の低下を、より確実に防止することができる。
【００１９】
さらに、前記雄ねじの圧力側フランクと前記雌ねじの圧力側フランクのうちの少なくとも一方に、有機モリブデン入りオイルのオイル添加剤による潤滑皮膜の形成を防止する非反応層を設けたものは、有機モリブデン入りオイルをエンジンオイルに用いた場合にも、雄ねじの圧力側フランクと雌ねじの圧力側フランクの間で滑りが生じるのを確実に防止することができる。
【００２０】
また、前記プランジャとスクリュロッドのうちの少なくとも一方を非鉄金属で形成したものも、有機モリブデン入りオイルをエンジンオイルに用いた場合に、雄ねじの圧力側フランクと雌ねじの圧力側フランクの間で滑りが生じるのを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１に、この発明の実施形態のチェーンテンショナ１を組み込んだチェーン伝導装置を示す。このチェーン伝導装置は、エンジンのクランクシャフト２に固定されたスプロケット３と、カムシャフト４に固定されたスプロケット５とがチェーン６を介して連結されており、そのチェーン６がクランクシャフト２の回転をカムシャフト４に伝達し、そのカムシャフト４の回転により燃焼室のバルブ（図示せず）の開閉を行なう。
【００２２】
チェーン６には、支点軸７を中心として揺動可能に支持されたチェーンガイド８が接触しており、チェーンテンショナ１が、チェーンガイド８をチェーン６に向けて押圧している。
【００２３】
図２に示すように、チェーンテンショナ１は、一端が開放した有底筒状のシリンダ９と、シリンダ９内に軸方向に摺動可能に挿入されたプランジャ１０とを有し、そのプランジャ１０によって、シリンダ９内に圧力室１１が形成されている。シリンダ９は、ボルト１２でエンジンブロック（図示せず）に固定されている。
【００２４】
シリンダ９には、圧力室１１に連通する給油通路１３が形成されている。給油通路１３は、給油ポンプ（図示せず）に接続されており、その給油ポンプから送り出されたエンジンオイルを、圧力室１１内に導入するようになっている。給油通路１３の圧力室１１側の端部には、圧力室１１の外部から内部へのエンジンオイルの流れのみを許容するチェックバルブ１４が設けられている。
【００２５】
プランジャ１０とシリンダ９の摺動面間には、微小なリーク隙間１５が形成されており、そのリーク隙間１５を通じて、圧力室１１内のエンジンオイルがエンジンルームにリークするようになっている。
【００２６】
プランジャ１０は、シリンダ９内への挿入端が開放する有底筒状に形成されており、その内周に雌ねじ１６が形成されている。また、シリンダ９内には、プランジャ１０の雌ねじ１６にねじ係合する雄ねじ１７を外周に形成したスクリュロッド１８が組み込まれている。
【００２７】
雄ねじ１７と雌ねじ１６の間には軸方向の隙間が設けられており、図３、図４に示すように、プランジャ１０とスクリュロッド１８は、雄ねじ１７と雌ねじ１６の隙間の範囲内で軸方向に相対移動可能となっている。
【００２８】
また、雄ねじ１７と雌ねじ１６は、軸線に沿った断面形状が非対称形状の鋸歯状に形成されており、図５に示すように、プランジャ１０をシリンダ９内に押し込む方向の力が作用したときに圧力を受ける圧力側フランク１９のフランク角αが、遊び側フランク２０のフランク角βよりも大きくなっている。フランク角α，βは、例えば、圧力側フランク１９のフランク角αを６５°、遊び側フランク２０のフランク角βを７°とすることができ、また、圧力側フランク１９のフランク角αを７５°、遊び側フランク２０のフランク角βを１５°とすることができる。
【００２９】
スクリュロッド１８には、ショットピーニングが施されており、これにより、圧力側フランク１９を含む雄ねじ１７の表面は梨地となっている。ここで、梨地の表面粗さは、Ｒａ１．６〜１２．５とすると好ましく、Ｒａ３．２〜６．３とするとより好ましい。ここで、Ｒａ１．６〜１２．５の梨地は、例えば、１２５μｍ〜７１０μｍのグリッドをメディアとするショットピーニングで形成することができ、Ｒａ３．２〜６．３の梨地は、例えば、１６７μｍ〜６５２μｍ（♯４６）のグリッドをメディアとするショットピーニングで形成することができる。スクリュロッド１８に熱処理（例えば、浸炭処理や窒化処理）を施す場合、ショットピーニングは熱処理前に行なう。
【００３０】
プランジャ１０とスクリュロッド１８の間には、図２に示すように、リターンスプリング２１が組み込まれている。リターンスプリング２１は、一端がスクリュロッド１８で支持され、他端がスプリングシート２２を介してプランジャ１０を押圧しており、その押圧によって、プランジャ１０を、シリンダ９から突出する方向に付勢している。プランジャ１０は、プランジャ１０のシリンダ９からの突出端がチェーンガイド８に接触し、そのチェーンガイド８を介してチェーン６を押圧している。
【００３１】
シリンダ９には、シリンダ９の外面から内面に貫通するねじ孔２３が形成され、そのねじ孔２３にビス２４がねじ係合している。また、ビス２４の頭部とシリンダ９の外面との間には、スプリングワッシャ２５が組み込まれており、そのスプリングワッシャ２５によって、ビス２４が弛み止めされている。ここで、圧力室１１内の空気は、ねじ孔２３とビス２４の間に形成されたねじ隙間と、スプリングワッシャ２５の切れ目とを通って排出されるようになっている。
【００３２】
次に、このチェーンテンショナ１の動作例を説明する。
【００３３】
エンジン作動中にチェーン６の張力が小さくなると、リターンスプリング２１の付勢力によって、プランジャ１０が突出方向に移動し、チェーン６の弛みを吸収する。このとき、チェックバルブ１４が開き、給油通路１３を通じて圧力室１１内にエンジンオイルが供給されるので、プランジャ１０は速やかに移動する。
【００３４】
一方、エンジン作動中にチェーン６の張力が大きくなると、そのチェーン６の張力によって、プランジャ１０が押し込み方向に移動し、チェーン６の緊張を吸収する。このとき、スクリュロッド１８は、チェーン６の振動により、雌ねじ１６と雄ねじ１７の隙間の範囲内で前進と後退を繰り返しながら、リターンスプリング２１の付勢力によって、プランジャ１０に対して回転する。
【００３５】
エンジン停止時に、カムシャフト４に接続したカム（図示せず）の停止位置によってチェーン６の張力が大きくなる場合があるが、この場合、チェーン６が振動しないので、プランジャ１０の雌ねじ１６の圧力側フランク１９がスクリュロッド１８の雄ねじ１７の圧力側フランク１９で受け止められ、プランジャ１０の位置が固定される。そのため、エンジンを再始動するときに、チェーン６の弛みを生じにくく、円滑なエンジン始動が可能である。ここで、雄ねじ１７の圧力側フランク１９は梨地なので、雄ねじ１７の圧力側フランク１９が雌ねじ１６の圧力側フランク１９を受け止めるときに、雄ねじ１７と雌ねじ１６の圧力側フランク１９，１９間で滑りが生じにくく、プランジャ１０の位置が確実に固定される。
【００３６】
このように、チェーンテンショナ１は、雄ねじ１７の圧力側フランク１９が梨地なので、雄ねじ１７と雌ねじ１６の圧力側フランク１９，１９間の摩擦係数が大きく、雄ねじ１７と雌ねじ１６の間に滑りが生じにくい。そのため、エンジン停止時にチェーン６の力が大きくなったときに、プランジャ１０の位置を確実に固定することができる。
【００３７】
また、長期間の使用によって雄ねじ１７と雌ねじ１６が摩耗したときにも、その摩耗量と比較して雄ねじ１７の圧力側フランク１９の梨地の凹凸高さが大きいので、その圧力側フランク１９の表面が平滑になりにくく、雄ねじ１７と雌ねじ１６の圧力側フランク１９，１９間の摩擦係数が低下しにくい。
【００３８】
上記実施形態では、雄ねじ１７の圧力側フランク１９と雌ねじ１６の圧力側フランク１９のうち、雄ねじ１７の圧力側フランク１９のみを梨地にしたが、雄ねじ１７の圧力側フランク１９に代えて雌ねじ１６の圧力側フランク１９を梨地にしてもよく、また、雄ねじ１７の圧力側フランク１９と雌ねじ１６の圧力側フランク１９を両方とも梨地にしてもよい。
【００３９】
また、上記梨地は、放電加工やレーザ加工によっても形成することができるが、上記実施形態で示すようにショットピーニングで形成すると、圧力側フランク１９を硬化させて耐久性を高めることができる。この場合、上記梨地は、上記実施形態で示すように、雄ねじ１７に形成すると、雌ねじ１６に形成する場合よりもショットピーニングが容易である。
【００４０】
また、図６に示すように、圧力側フランク１９を含む雄ねじ１７の表面に、有機モリブデン入りオイルのオイル添加剤による潤滑皮膜の形成を防止する非反応層２６を設けると好ましい。このようにすると、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）やモリブデンジチオフォスフェート（ＭｏＤＴＰ）を添加したオイル（いわゆるＦＭオイル）をエンジンオイルに用いた場合にも、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を含む潤滑皮膜が雄ねじ１７の表面に形成されにくく、雄ねじ１７と雌ねじ１６の圧力側フランク１９，１９間で滑りが生じるのをより確実に防止することができる。このような非反応層２６としては、例えば、ダイヤモンドライクカーボン皮膜（ＤＬＣ皮膜）、セラミックス皮膜、めっき皮膜、炭素皮膜、スクリュロッド１８に軟窒化処理を施すことにより形成される窒化化合物層などが挙げられる。
【００４１】
また、図７に示すように、圧力側フランク１９を含む雌ねじ１６の表面に、オイル添加剤による潤滑皮膜の形成を防止する非反応層２６を設けてもよい。このようにしても、雌ねじ１６の表面に潤滑皮膜が形成されにくくなり、雄ねじ１７の圧力側フランク１９と雌ねじ１６の圧力側フランク１９の間で滑りが生じるのをより確実に防止することができる。なお、非反応層２６は、図６に示すように、雄ねじ１７に設けると、雌ねじ１６に設ける場合よりも非反応層２６を設ける処理が容易である。
【００４２】
また、非反応層２６を設ける代わりに、プランジャ１０とスクリュロッド１８のうちの少なくとも一方を非鉄金属で形成してもよい。このようにしても、有機モリブデンを添加したオイルをエンジンオイルに用いた場合に、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）を含む潤滑皮膜が形成されにくく、雄ねじ１７の圧力側フランク１９と雌ねじ１６の圧力側フランク１９の間で滑りが生じるのを確実に防止することができる。
【００４３】
また、この発明は、図８に示すチェーンテンショナ３１にも適用することができる。以下、上述したチェーンテンショナ１に対応する部分は、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
シリンダ９には、エンジンカバー（図示せず）の外面に固定されるフランジ部３２が形成されている。フランジ部３２には、圧力室１１から外部に連通する通路３３が形成されており、通路３３の途中には、圧力室１１内の圧力が予め設定した圧力よりも大きくなったときに開くリリーフバルブ３４が組み込まれている。
【００４５】
また、プランジャ１０とチェックバルブ１４の間には、プランジャ１０をシリンダ９から突出する方向に付勢するアシストスプリング３５が組み込まれており、アシストスプリング３５によってリターンスプリング２１のばね力が補助されている。
【００４６】
このチェーンテンショナ３１も、チェーンテンショナ１と同様、雄ねじ１７の圧力側フランク１９と雌ねじ１６の圧力側フランク１９のうちの少なくとも一方を梨地とすることにより、雄ねじ１７の圧力側フランク１９と雌ねじ１６の圧力側フランク１９の間の滑りを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の実施形態のチェーンテンショナを組み込んだチェーン伝導装置を示す正面図
【図２】図１に示すチェーンテンショナの拡大断面図
【図３】図２に示すプランジャが突出方向に移動したときの雄ねじと雌ねじの係合状態を示す拡大断面図
【図４】図２に示すプランジャが押し込み方向に移動したときの雄ねじと雌ねじの係合状態を示す拡大断面図
【図５】図３に示す雄ねじの圧力側フランクと遊び側フランクを示す拡大断面図
【図６】図５に示す雄ねじの表面に非反応層を形成した変形例を示す拡大断面図
【図７】図５に示す雌ねじの表面に非反応層を形成した変形例を示す拡大断面図
【図８】図２に示すチェーンテンショナにリリーフバルブとアシストスプリングを設けた変形例を示す拡大断面図
【符号の説明】
【００４８】
１        チェーンテンショナ
６        チェーン
９        シリンダ
１０      プランジャ
１６      雌ねじ
１７      雄ねじ
１８      スクリュロッド
１９      圧力側フランク
２０      遊び側フランク
２１      リターンスプリング
２６      非反応層
３１      チェーンテンショナ
α        圧力側フランクのフランク角
β        遊び側フランクのフランク角
【図１】
0005316931.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005316931.tif 000007
【図７】
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【図８】
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